专利名称：一种开口卷铁芯的制作方法
技术领域：
本发明型涉及变压器工艺制造领域。 相关的
背景技术：
变压器主要部分为铁芯和线圈。线圈为高、低压铜线和绝缘层巻绕制
成。国内现有的变压器铁芯主要为两种形式； 一种是全接缝叠片式铁芯， 另一种是巻绕式铁芯。叠片式铁芯是由硅钢片层层叠积而成，由于叠积成 型的铁芯在每层边连接处都存在着多处斜接缝，从而导致磁阻和铁损的增 大，使变压器的励磁电流也增大，降低了功率因数，严重影响了电网的供 电质量。变压器铁芯接缝的存在还导致了运行噪声大的问题。巻绕式铁芯 又称为巻铁芯，该铁芯是由一定形状的硅钢带连续巻绕而成，巻铁芯较叠 片式铁芯的性能有一定的提升，主要体现在空载损耗低、噪声小。但是由 于巻铁芯为无接缝结构，也存在诸多的问题，如制造设备生产能力受限， 铁芯线圈绕线时需要专用的绕线设备，并且要带着铁芯进行绕线，绕线工 序困难、复杂、生产效率低。尤其是无法解决大中型变压器绕线和浸漆工 艺。维修方面更是非常困难，变压器一旦线圈出现故障，就无法从铁芯上取 下线圈进行更换，必然造成整个变压器的报废。现在国内市场上变压器的 铁芯芯柱截面形状大都为圆形。
发明内容
本发明型提供了一种开口巻铁芯。开口巻铁芯就是在铁芯制造过程中， 由专用的变压器铁芯开料机开出的曲线硅钢片条料在断开后进行连续逐层 绕制，每层中有一个断口，每层断口位置在铁芯巻绕机自动控制系统下按
有规律的进行线性排列，断口位置设在上轭或下轭。本发明型彻底解决了 叠片式铁芯性能低的缺点和无接缝巻铁芯存在制造工艺上的缺陷。本发明 型所述的一种开口巻铁芯的三个芯柱的截面形状可呈扁圆形、台阶形(外 接扁圆形)或多边形(外接扁圆形)，对应的线圈套的截面形状为扁圆形。 由于铁芯呈现出的开口特性，使得整个变压器在生产及维修中不需要无接 缝巻铁芯专用的线圈绕线设备。本发明型可装配油浸式电力变压器与干式 电力变压器。 具体解决的问题
本发明型解决其技术问题所采用的技术方案是该铁芯是由两个外观 形状为'口'字型其截面为内凹半扁圆形的单相开口巻铁芯并排放置构成 一个外观形状为横"日"字型铁芯框体，在横"日"字型铁芯框体外部被 一个外观形状为大'口'字型其形截面为外凸半扁圆形的单相开口巻铁芯 框体紧密包实。拼装完毕的铁芯三个芯柱截面为扁圆形。巻绕整个铁芯所 采用的三个单相铁芯全部是硅钢带在切断后连续绕制而成，而不是将绕制 好的铁芯逐层割断，连续绕制的优点便是使铁芯更为紧密及铁芯断口整齐
无毛剌。巻绕整个铁芯所采用硅钢带的厚度在O. 18mm到0.35mm之间。本 发明型上述的若每只单相开口巻铁芯的截面形状呈半扁圆形时，对应地拼 装完后的铁芯三个芯柱的截面呈扁圆形；若每只单相开口巻铁芯的截面形 状呈台阶形(外接半扁圆形)，对应地拼装完后的铁芯三个芯柱的截面呈台 阶形(外接扁圆形)；若每只单相开口巻铁芯的截面形状呈多边形(外接半 扁圆形)，对应地拼装完后的铁芯三个芯柱的截面呈多边形(外接扁圆形)。 铁芯开口位置可在上轭或下轭。巻制好的铁芯需退火工艺处理，完成铁芯 制作工艺后将铁芯u形开口处层层打开把绕制好的变压器所需的初级、次
级线圈进行装配，再将铁芯层层闭合并安装夹件，即可装配电力变压器。 铁芯芯柱的截面为扁圆形时，铁芯的磁通回路比铁芯芯柱的截面为圆形时 的磁路更短，在相同的级数上扁圆形填充系数也高于圆形。
本发明型的有益效果是，扁圆形、台阶形(外接扁圆形)、多边形(外 接扁圆形)铁芯性能具具备磁路短、功率因数高、体积更小、抗突发短路 的能力强、工艺条件好等优良特点，而且做同种容量的铁芯比传统铁芯的
生产成本可下降10%以上。在生产制造过程中不需要专用的巻铁芯绕线设
备，线圈可单独绕制，提高了生产效率。由这种铁芯装配的变压器在使用 过程中线圈一旦出现故障，可将变压器铁芯开口处打开，然后取出线圈进 行维修与更换，从根本上解决了巻铁芯由于无接缝而产生的诸多问题。特
别是芯柱为扁圆形的结构空载损耗比其它巻铁芯结构又下降10%，空载电流 下降约20%，噪声降低4分贝以上，比截面呈圆形结构的巻铁芯节省硅钢带 10% 。
下面结合附图和实施例对本发明型进一步说明。 图1本发明型芯柱截面为扁圆形的视图。 图2本发明型芯柱截面为台阶形(外接扁圆形)的视图。 图3本发明型芯柱截面为多边形(外接扁圆形)的视图。 图4本发明型芯柱截面视图。 图5断口位置在上轭的铁芯的视图。 图6断口位置在下轭的铁芯的视图。
图7断口位置在上轭的单相铁芯每层硅钢片的视图。
图8断口位置在下轭的单相铁芯每层硅钢片的视图。
图l、图2、图3中对应不同容量的铁芯的尺寸范围H的范围是400mm
到2000mm; Hl的范围是350mm到1800mm; L的范围是300mm到2500mm; Mo的范
围是130mm到1100mm;轭宽范围是80mm到550mm。
图2中对应不同容量铁芯芯柱截面台阶数的范围是5 19。 图3中对应不同容量铁芯芯柱截面多边数的范围是8 50。 在图4中，截面的扁圆形状是由一矩形和两个半圆所组成，矩形边长为a
两个半圆的半径都为R; a的范围是10mm 300mni， R的范围是20臓 200mm。
具体实施方案
参见图5，该铁芯由两个外观形状为^口'字型截面为内凹半扁圆形 的单相开口巻铁芯(1)、 (2)并排放置构成一个横'日，字型的矩形框体， 另一个截面为外凸半扁圆形的单相开口巻铁芯矩形框体(3)将(1)、 (2) 包裹其内。参见图4，铁芯三个芯柱的截面都是由两个内凹半扁圆形和一 个外凸半扁圆形对接成扁圆形，组装完毕的铁芯三个芯柱的截面均为扁圆 形。巻绕整个铁芯所采用的三个单相铁芯全部是硅钢带在切断后连续绕制 而成，而不是将绕制好的铁芯逐层割断。参见图3，若每只开口巻铁芯的 截面形状为多边形(外接半扁圆形)，组装完毕的铁芯三个芯柱的截面均为 多边形(外接扁圆形)。参见图2，若每只开口巻铁芯的截面形状为台阶形 (外接半扁圆形)，组装完毕的铁芯三个芯柱的截面均为台阶形(外接扁圆 形)。对应的线圈套的截面形状为扁圆形。参见图5、图7，铁芯开口处是 由硅钢带逐层间有断口且均匀分布条料巻绕而成，开口位置可在上轭(4)
(6)时，两个内层单相铁芯的每片硅钢片的形状(10)及一个外单相铁芯 的每片硅钢片的形状(11);参见图6、图8，开口位置也可在下轭(7)
(9)，两个内层单相铁芯的每片硅钢片的形状(12)及一个外单相铁芯的 每片硅钢片的形状(13)。巻绕每只单相铁芯所采用的硅钢带厚度在 0.18mm 0.35mm之间，将拼装完成型铁芯经整形后进行热处理，再将开 口铁芯在开口缝隙处层层打开成一U型，将绕制好的高、低压线圈装入三 个铁芯柱中，然后将铁芯层层闭合复原绑扎固定安装夹件即可装配变压器。
权利要求
1.一种开口卷铁芯，其特征是，该铁芯由两个外观形状为‘口’字型截面为内凹半扁圆形的单相开口卷铁芯(1)、(2)并排放置构成一个横‘日’字型的矩形框体，另一个截面为外凸半扁圆形的单相开口卷铁芯矩形框体(3)将(1)、(2)包裹其内，铁芯三个芯柱的截面都是由两个内凹半扁圆形和一个外凸半扁圆形对接成扁圆形，拼装完毕的铁芯三个柱的截面全为扁圆形，对应不同容量铁芯芯柱截面a的范围是10mm～300mm，R的范围是20mm～200mm。
2. 根据权利要求1所述的一种开口巻铁芯，其特征是，每只单相开口巻铁 芯(1)、 (2)、 (3)的截面形状为台阶形(外接半扁圆形)时，拼装完毕 的铁芯三个柱的截面全为台阶形(外接扁圆形)，对应不同容量铁芯芯柱 截面台阶数的范围是5 19，对应不同容量铁芯芯柱截面a的范围是 10mm 300mm， R的范围是20mm 200mm。
3. 根据权利要求1所述的一种开口巻铁芯，其特征是，每只单相开口巻铁 芯(1)、 (2)、 (3)的截面形状为多边形(外接半扁圆形)时，拼装完毕 的铁芯三个柱的截面全为多边形(外接扁阔形)，对应不同容量铁芯芯柱 截面的多边数的范围是8 50，对应不同容量铢芯芯柱截面a的范围是 10mm 300mm， R的范围是20mm 200mm。
4. 根据权利要求1所述的一种开口巻铁芯，其特征是，铁芯的断口位置在 在上轭(4) (6)时，两个内层单相铁芯的每片硅钢片(10)形状和 一个外单相铁芯的每片硅钢片(11)形状。
5. 根据杈利要汆1所述的一种开口巻铁芯，其特征是，铁芯的断口位置在 在下轭(7) (9)时，两个内层单相铁芯的每片硅钢片(12)形状和 一个外单相铁芯的每片硅钢片(13)形状。
6. 根据权利要求1所述的一种开口巻铁芯，其特征是，每只单相铁芯是由 硅钢带在切断后连续绕制而成，巻绕每只单相铁芯所采用的硅钢带厚度 范围是0.18mm 0.35mm。
7. 根据权利要求1所述的一种开口巻铁芯，其特征是，对应不同容量铁芯 的尺寸范围，H的范围是400mm到2000mm; HL的范围是300mm到 2500mm; L的范围是300mm到250; Mo的范围是130m到l訓mm; 轭宽范围是80mm到550mm。
全文摘要
一种开口卷铁芯。它是由两个截面为半扁圆形的开口卷铁芯并排放置和一个包围在这两铁芯外的方框形截面也为半扁圆形的开口卷铁芯构成。三个芯柱的截面为扁圆形。在生产过程中，由于铁芯的开口性，使得线圈可单独绕制，在生产及维修时可在开口缝隙处将铁芯打开进行安装或更换线圈。
文档编号H01F27/245GK101350244SQ20071001216
公开日2009年1月21日 申请日期2007年7月19日 优先权日2007年7月19日
发明者侠 齐 申请人:侠 齐